(57)【要約】【課題】水等の加工液中で遠隔で構造物を放電加工する場合に、粗加工から仕上げ加工の際に電極を取換える事なく連続して加工すること、また放電加工中に放電加工電極と加工対象部分との間で生じる加工屑を排出することで、効率よく加工することができる放電加工電極を提供する。【解決手段】軸方向一端が加工端３、他端側が装置連結端４とされた円柱状の電極体２からなり、この電極体２の外周面に加工端側から前記装置連結端側へ順に粗加工部５及び仕上げ加工部６を形成し、粗加工部及び仕上げ加工部の外周面に連続する加工屑導出溝１０ａ〜１０ｈを形成し、加工屑導出溝は、直線状または螺旋状に形成し、加工端の端面の中心からずれた位置に加工液噴出口９ａ〜９ｉを設ける。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向一端が加工端、他端側が装置連結端とされた円柱状の電極体からなり、この電極体の外周面に前記加工端側から前記装置連結端側へ順に粗加工部及び仕上げ加工部を形成したことを特徴とする放電加工電極。
【請求項２】
前記粗加工部及び前記仕上げ加工部の外周面に連続する加工屑導出溝を形成した請求項１記載の放電加工電極。
【請求項３】
前記加工屑導出溝は、直線状または螺旋状に形成されている請求項２記載の放電加工電極。
【請求項４】
前記加工端の端面の中心からずれた位置に加工液噴出口を設けた請求項１から３までのいずれかに記載の放電加工電極。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば原子力発電所の原子炉内構造物等を水等の加工液中で遠隔操作により加工する場合に適用される放電加工電極に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、放電加工電極は精密研削用、補修用その他多くの機械加工用として利用され、特にワイヤ状または円柱状等のものが多用されている。例えば、原子力発電所の原子炉内構造物等を水等の加工液中で遠隔操作により補修作業等を行う場合には、円柱状放電加工電極が適用される。
【０００３】
このような放電加工電極では、先端に加工液噴出口が形成されており、先端加工部に加工液を連続的に供給することが行われる。従来では、この加工液をまんべんなく噴出するために、可工液噴出口を先端面中心部からずれた位置に配置することが提案されている（例えば，特許文献１参照）。
【０００４】
また、放電加工の際には、放電加工電極と加工対象部分との間に加工屑が発生し残留する。このため、放電加工電極の外周面に螺旋状の溝を設け、加工液とともに溝を介して残留加工屑を外部に排出する技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
ところで、従来では、放電加工の際に加工対象部分を全て放電により除去する場合、粗加工から仕上げ加工までに、粗加工専用の放電電極と仕上げ用放電電極とを交換使用している。
【特許文献１】特開平８−９９２２３号公報
【特許文献２】特開２００４−２５４１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の放電加工においては、加工対象部分を全て除去する場合、粗加工から仕上げ加工までに粗加工用及び仕上げ用の複数の放電加工電極を交換使用しているため、加工効率が悪く、多大な加工時間が必要である。また、加工対象部分を全て除去する放電加工では、放電加工による加工屑が大量に発生するが、原子炉等の補修工事に放電加工を適用する場合には、放射線により加工対象部分が汚染されており、加工屑が大量に発生することは望ましくない。また、放電加工中に発生した加工屑が、放電加工電極と加工対象部分との間に残留し続けると、加工効率がさらに低下してしまう。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、原子炉内等にあり、水等の加工液中で遠隔で構造物を放電加工する場合に、粗加工から仕上げ加工の際に電極を取換える必要なく連続して加工すること、また放電加工中に放電加工電極と加工対象部分との間で生じる加工屑を排出することで、効率よく加工することができる放電加工電極を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の目的を達成するために、請求項１の発明では、軸方向一端が加工端、他端側が装置連結端とされた円柱状の電極体からなり、この電極体の外周面に前記加工端側から前記装置連結端側へ順に粗加工部及び仕上げ加工部を形成したことを特徴とする放電加工電極を提供する。
【０００９】
請求項２の発明では、前記粗加工部及び前記仕上げ加工部の外周面に連続する加工屑導出溝を形成した放電加工電極を提供する。
【００１０】
請求項３の発明では、前記加工屑導出溝は、直線状または螺旋状に形成されている放電加工電極を提供する。
【００１１】
請求項４の発明では、前記加工端の端面の中心からずれた位置に加工液噴出口を設けた放電加工電極を提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、放電加工電極が粗加工部分と仕上げ加工部分を併せ持つ構造を有し、粗加工から仕上げ加工まで電極交換の必要なく連続して加工することができるので、効率よく加工することができる。また、放電加工電極を回転させながら放電加工電極の先端に設けた加工液噴出口から加工液を吐出させ、放電加工による加工屑を吹飛ばすことにより加工屑の停滞を防止し、さらに電極の外周表面に設けた加工屑導出溝に加工液が流れ込み、加工液とともに加工屑が電極体の軸心と平行な方向に沿って基端側に導出され、これにより加工屑を外部の所定部位に排出することができる。したがって、放電加工中に放電加工電極と加工対象部分との間で生じる加工屑を確実に排出することができ、これにより、構造物等の加工対象部分を、効率良く、しかも高精度で放電加工することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係る放電加工電極の一実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態では、原子力施設内の構造物、例えば原子力発電所の原子炉内構造物を遠隔操作により放電加工する場合に供される放電加工電極について説明する。
【００１４】
［第１実施形態（図１，図２）］
図１は、本発明の第１実施例による放電加工電極の構成を、加工端が下向きの縦配置として示す斜視図であり、図２は、同電極を先端面側（下端側）から見た状態を示す平面図である。
【００１５】
図１及び図２に示すように、本実施形態の放電加工電極１は円柱状の電極体２からなり、軸方向一端（図１の下端）が加工端３、他端側（図１の上端）が装置連結端４とされている。
【００１６】
この電極体２の外周面には、加工端３側（図１の下端側）から装置連結端４側（図１の上端側）に向い、順に粗加工部５及び仕上げ加工部６が形成されている。仕上げ加工部６は、粗加工部５よりも若干大径とされている。そして、これらの粗加工部５及び仕上げ加工部６は、例えば電極体２全体の軸方向長さに対し、それぞれ１／２の長さとなっている。
【００１７】
電極体２の加工端３の端面部分には、その端面の中心付近を通る径方向に沿うセンタ溝７が断面凹状に形成されている。センタ溝７は、所定深さ及び所定幅を有し、このセンタ溝７は、図２に示すように、溝長さ方向の中央部の一定範囲において、一方の溝側面７ａがこれに対向する他方の縦溝面７ｂに接近している。これにより、センタ溝７は、溝長さ方向中央部分において中心からずれた方向に配置した溝幅の狭い部分をもつ構成とされている。
【００１８】
また、加工端３には、センタ溝７に対して放射状に配置された複数本（６本）の周辺溝８ａ〜８ｆが等角度間隔で形成されている。これにより、加工端３には、合計で８本の溝が放射状（例えば「米」の字状）に配置されている。これらのセンタ溝７及び周辺溝８ａ〜８ｆは、電極体２の外周面までに亘って形成されている。
【００１９】
そして、電極体２の内部には、装置連結端４側から加工端３に向う加工液供給孔（図示省略）が形成されており、この加工液供給孔に連通する複数の加工液噴出口９ａ〜９ｉが各溝７，８ａ〜８ｆの溝底位置に穿設され、下方に向って加工液を噴出できるようになっている。これらの加工液噴出口９ａ〜９ｉは、加工端の端面におけるセンタ溝７の中心から少しずれた位置に設けられた１個の中央位置加工液噴出口９ａと、この中央位置加工液噴出口９ａを囲む配置でセンタ溝７及び周辺溝８ａ〜８ｆにそれぞれ開口する計８個の周辺位置加工液噴出口９ｂ〜９ｉとを有している。中央位置加工液噴出口９ａは加工端３の端面の中心から少しずれた位置に配置され、周辺位置噴出口９ｂ〜９ｉは、加工端３の端面の中心から一定の半径の範囲に形成されている。
【００２０】
これにより、加工液供給孔を介して電極体２の装置支持端側から加工端側に供給される加工液噴出口９ａ〜９ｉは、加工端３の端面において中心からずれた位置に噴出される。したがって、電極体２が軸心まわりで回転する場合に、加工液は図示省略の被加工面の一点に集中することがなく、まんべんなく被加工面に向けて噴出されるようになる。
【００２１】
また、加工液噴出口９ａ〜９ｉは、センタ溝７及び周辺溝８ａ〜８ｆ内に配置されているため、電極体２の加工端の端面が被加工物の表面に対向した場合において、加工液は加工液噴出口８ａ〜８ｆからセンタ溝７及び周辺溝内に噴出される。
【００２２】
さらに、電極体２の外周面には、粗加工部５及び仕上げ加工部６の外周面に連続する複数本の加工屑導出溝１０ａ〜１０ｈが形成されている。これらの加工屑導出溝１０ａ〜１０ｈは、例えば電極体２の軸心と平行な直線状をなしており、電極体２の周方向に一定の間隔で複数本、例えば８本形成されている。これらの加工屑導出溝１０ａ〜１０ｈのうち、対象配置にある２本の加工屑導出溝１０ｄ，１０ｈの先端部が、センタ溝７の両端部に連通し、他の加工屑導出溝１０ａ〜１０ｃ，１０ｄ〜１０ｈは周辺溝８ａ〜８ｆにそれぞれ連通している。
【００２３】
加工時においては、電極体２を図示省略の駆動機構に支持し、軸心回りの回転動作と軸方向の進退動作とを付与して被加工物側を加工する。この場合、本実施形態では、電極体２の一端側胴部外周が粗加工部５、他端側外周が仕上げ加工部６とされ、電極体２が粗加工部５と仕上げ加工部６とを併せ持つ構造を有しているので、粗加工から仕上げ加工まで電極交換の必要なく、１体の電極体２で連続加工することができ、放電加工を効率よく行うことができる。
【００２４】
また、電極体２の加工端３の加工液噴出口９ａ〜９ｉから加工液を吐出させ、電極体２を回転させながら放電加工時に発生する加工屑をセンタ溝７及び周辺溝８ａ〜８ｆ内で吹飛ばす。この場合、センタ溝７及び周辺溝８ａ〜８ｆは、電極体２の外周面に設けられた各加工屑排出溝１０ａ〜１０ｈに連通しているため、電極体２の加工端３側に噴出された加工液は、加工屑を伴い、各加工屑排出溝１０ａ〜１０ｈ内に沿って電極体２の装置連結端４側に向って流れ、この流れにより加工屑が排出される。
【００２５】
このように、電極体２を回転させながら、電極体２の先端に設けた加工液噴出口９ａ〜９ｉから加工液を吐出させ、放電加工による加工屑を吹飛ばすことにより加工屑の停滞を防止し、さらに電極体２の外周表面に設けた加工屑導出溝１０ａ〜１０ｈに加工液が流れ込み、加工液とともに加工屑が電極体２の軸心と平行な方向に沿って装置連結部４側に導出されるようにすることにより、加工屑を外部の所定部位に排出することができる。
【００２６】
したがって、放電加工中に電極体２と加工対象部分との間で生じる加工屑を確実に排出することができ、これにより、構造物等の加工対象部分を、効率良く、しかも高精度で放電加工することができる。
【００２７】
［第２実施形態（図３，図４）］
図３は、本発明の第２実施例による放電加工電極の構成を、加工端が下向きの縦配置として示す斜視図であり、図４は、同電極を先端面側（下端側）から見た状態を示す平面図である。
【００２８】
図３及び図４に示すように、本実施形態の放電加工電極１１は円柱状の電極体２２からなり、軸方向一端（図３の下端）が加工端１３、他端側（図３の上端）が装置連結端１４とされている。
【００２９】
この電極体２２の外周面には、加工端１３側（図３の下端側）から装置連結端１４側（図３の上端側）に向い、順に粗加工部１５及び仕上げ加工部６が形成されている。仕上げ加工部１６は、粗加工部１５よりも若干大径とされている。そして、これらの粗加工部１５及び仕上げ加工部１６は、例えば電極体２全体の軸方向長さに対し、それぞれ１／２の長さとなっている。
【００３０】
電極体２２の加工端１３の端面部分には、その端面の中心付近を通る径方向に沿うセンタ溝１７が断面凹状に形成されている。センタ溝１７は、所定深さ及び所定幅を有し、このセンタ溝１７は、図４に示すように、溝長さ方向の中央部の一定範囲において、一方の溝側面１７ａがこれに対向する他方の縦溝面１７ｂに接近している。これにより、センタ溝１７は、溝長さ方向中央部分において中心からずれた方向に配置した溝幅の狭い部分をもつ構成とされている。
【００３１】
また、加工端１３には、センタ溝１７に対して放射状に配置された複数本（６本）の周辺溝１８ａ〜１８ｆが等角度間隔で形成されている。これにより、加工端１３には、合計で１８本の溝が放射状（例えば「米」の字状）に配置されている。これらのセンタ溝１７及び周辺溝１８ａ〜１８ｆは、電極体２２の外周面までに亘って形成されている。
【００３２】
そして、電極体２２の内部には、装置連結端１４側から加工端１３に向う加工液供給孔（図示省略）が形成されており、この加工液供給孔に連通する複数の加工液噴出口１９ａ〜１９ｉが各溝１７，１８ａ〜１８ｆの溝底位置に穿設され、下方に向って加工液を噴出できるようになっている。これらの加工液噴出口１９ａ〜１９ｉは、加工端の端面におけるセンタ溝１７の中心から少しずれた位置に設けられた１個の中央位置加工液噴出口１９ａと、この中央位置加工液噴出口１９ａを囲む配置でセンタ溝１７及び周辺溝１８ａ〜１８ｆにそれぞれ開口する計８個の周辺位置加工液噴出口１９ｂ〜１９ｉとを有している。中央位置加工液噴出口１９ａは加工端１３の端面の中心から少しずれた位置に配置され、周辺位置噴出口１９ｂ〜１９ｉは、加工端１３の端面の中心から一定の半径の範囲に形成されている。
【００３３】
これにより、加工液供給孔を介して電極体２２の装置支持端側から加工端側に供給される加工液噴出口１９ａ〜１９ｉは、加工端１３の端面において中心からずれた位置に噴出される。したがって、電極体１２が軸心まわりで回転する場合に、加工液は図示省略の被加工面の一点に集中することがなく、まんべんなく被加工面に向けて噴出されるようになる。
【００３４】
また、加工液噴出口１９ａ〜１９ｉは、センタ溝１７及び周辺溝１８ａ〜１８ｆ内に配置されているため、電極体１２の加工端の端面が被加工物の表面に対向した場合において、加工液は加工液噴出口１８ａ〜１８ｆからセンタ溝１７及び周辺溝内に噴出される。
【００３５】
さらに、電極体１２の外周面には、粗加工部１５及び仕上げ加工部１６の外周面に連続する複数本の加工屑導出溝２０ａ〜２０ｈが形成されている。これらの加工屑導出溝２０ａ〜２０ｈは、例えば電極体１２の軸心と平行な方向に沿う螺旋状をなしており、電極体１２の周方向に一定の間隔で複数本、例えば８本形成されている。なお、図示の例では、螺旋状の加工屑導出溝２０ａ〜２０ｈの曲率は、比較的小さく設定され、捩れ量は一定以下である。これにより、余分な旋回が起こさず、加工屑が効率よく電極体１２の加工端１３側から装置支持端１４側に導出される構成となっている。これらの加工屑導出溝２０ａ〜２０ｈのうち、対象配置にある２本の加工屑導出溝２０ｄ，２０ｈの先端部が、センタ溝７の両端部に連通し、他の加工屑導出溝２０ａ〜２０ｃ，２０ｄ〜２０ｈは周辺溝８ａ〜８ｆにそれぞれ連通している。
【００３６】
加工時においては、電極体１２を図示省略の駆動機構に支持し、軸心回りの回転動作と軸方向の進退動作とを付与して被加工物を加工する。この場合、本実施形態では、電極体１２の一端側胴部外周が粗加工部１５、他端側外周が仕上げ加工部１６とされ、電極体１２が粗加工部１５と仕上げ加工部１６とを併せ持つ構造を有しているので、粗加工から仕上げ加工まで電極交換の必要なく、１体の電極体２で連続加工することができ、放電加工を効率よく行うことができる。
【００３７】
また、電極体１２の加工端３の加工液噴出口１９ａ〜１９ｉから加工液を吐出させ、電極体１２を回転させながら放電加工時に発生する加工屑をセンタ溝１７及び周辺溝１８ａ〜１８ｆ内で吹飛ばす。この場合、センタ溝１７及び周辺溝１８ａ〜１８ｆは、電極体１２の外周面に設けられた各加工屑排出溝２０ａ〜２０ｈに連通しているため、電極体１２の加工端１３側に噴出された加工液は、加工屑を伴い、各加工屑排出溝２０ａ〜２０ｈ内に沿って電極体１２の装置連結端１４側に向って流れ、この流れにより加工屑が排出される。
【００３８】
このように、電極体１２を回転させながら、電極体１２の先端に設けた加工液噴出口１９ａ〜１９ｉから加工液を吐出させ、放電加工による加工屑を吹飛ばすことにより加工屑の停滞を防止し、さらに電極体１２の外周表面に設けた加工屑導出溝２０ａ〜２０ｈに加工液が流れ込み、加工液とともに加工屑が電極体１２の軸心と平行な方向に沿って装置連結部４側に導出されるようにすることにより、加工屑を外部の所定部位に排出することができる。
【００３９】
したがって、放電加工中に電極体１２と加工対象部分との間で生じる加工屑を確実に排出することができ、これにより、構造物等の加工対象部分を、効率良く、しかも高精度で放電加工することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第１実施形態による放電加工電極の構成を示す斜視図。
【図２】本発明の第１実施形態による放電加工電極の平面図（下面図）。
【図３】本発明の第１実施形態による放電加工電極の構成を示す斜視図。
【図４】本発明の第１実施形態による放電加工電極の平面図（下面図）。
【符号の説明】
【００４１】
１、１１  放電加工電極
２、１２  電極体
３、１３  加工端
４、１４  装置連結端
５、１５  粗加工部
６、１６  加工部
７、１７  センタ溝
７ａ、７ｂ、１７ａ、１７ｂ  溝側面
８ａ〜８ｆ、１８ａ〜１８ｆ  周辺溝
９ａ〜９ｉ、１９ａ〜１９ｉ  加工液噴出口
１０ａ〜１０ｈ、２０ａ〜２０ｈ  加工屑導出溝
【図１】
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【図２】
2006218565.tif 000004
【図３】
2006218565.tif 000005
【図４】
2006218565.tif 000006